半导体中的电子可以吸收一定能量（如光子、外电场等）而被激发，处于激发态的电子称为热电子。处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁，以光辐射的形式释放出能量，这就是半导体的发光现象。MOS器件沟道中的电场强度超过100kV/cm时，电子在两次散射间获得的能量有可能超过它在散射中失去的能量，这会使一部分电子的能量显著高于热平衡时的平均动能而成为热电子。高能量的热电子会严重影响MOS器件和电路的可靠性。